Расчет гидравлического пресса на мощность и деформацию

Таким чином  актуальною задачею є розширення сортаменту пресу за рахунок впровадження технології пресування прямокутної  труби 33х20 зі сплаву АМг2.

 

 

 

 

 

  

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА
1. Аналіз сортаменту труб пресу

 

 

В умовах ЗАТ «Дніпровський завод «АЛЮМАШ»» виготовляються алюмінієві труби: товстостінні труби великого діаметру (до 120 мм, з товщиною стінки до 6 мм), тонкостінні труби малого діаметру (до 6 мм, з товщиною стінки до 0,9 мм); алюмінієві труби малих діаметрів в бухтах (немірної довжини); холоднодеформовані труби малих діаметрів: із зовнішнім діаметром труби від 4 мм до 10 мм і товщиною стінки від 0,5 мм до 1 мм (труби даного виду виробництва мають високу точність геометричних розмірів та високі показники механічних властивостей).

Профілі виготовляються немірної, мірної чи кратної (300 мм) мірної довжини. Довжина профілю не повинна бути меншою за 2,0 м і більшою за 6,0 м. Постачання профілів іншої довжини допускається за згодою між виготовлювачем і споживачем.

Механічні властивості і граничні відхилення розмірів пресованих профілів визначаються вимогами ДСТУ Б В.2.6-3-95 (ГОСТ 22233-93) [1], ГОСТ 8617-81.

 

 

1.2 Характеристика  устаткування і технологія виробництва  труб на пресі

1.2.1 Характеристика устаткування

 

 

Пресова лінія ЗАТ «Дніпровський Завод «АЛЮМАШ»» складається з наступного устаткування:

• піч нагрівання заготовок і ножиці гарячого різання;
• горизонтальний гідравлічний прес із системою охолодження профілю;
• пристрій транспортування, виправлення й укладання профілів;
• піч старіння;
• піч попереднього нагрівання матриць із транспортуючим пристроєм;
• пристрій для поділу матричного комплекту [2].

 

 

1.2.1.1 Піч нагрівання заготовок і ножиці гарячого різання

 

 

Піч має зварений кожух, футерований  зсередини цеглами й керамічними  волокнами, що забезпечує низьку температуру  зовнішніх стінок (близько 30°С). Заготовка проштовхується по роликовому конвеєру. Піч розділена на зони: одну методичну й дві нагрівальні (з автоматичним регулюванням температури). Контроль температури забезпечується термопарами, які переміщуються за допомогою пневматичних циліндрів подвійної дії. На стороні вивантаження з печі перебуває шибер.

Стовп, що надходить із печі, проходить під ножем ножиць і зупиняється в заданому положенні, потім блокується системою губок з гідравлічним приводом. Відрізана заготовка виштовхується з губок і переміщається на навантажувач пресу.

Перед ножицями є рухливий лоток  для того, щоб збирати складові частини заготовки й мати можливість повного використання заготовки, завантаженої в піч.

Пристрій для переміщення заготовок  на прес (візок). До преса заготовка  доставляється візком. Він забирає заготовку з вихідної частини ножиць гарячого різання й переміщує на навантажувач  пресу. Тут заготовка вставляється в лещата навантажувача гідроциліндром. Перед пресом є пристрій нанесення змазки на задній торець заготовки - пальник. Роль змазки виконують продукти неповного згоряння ацетилену [2].

 

 

1.2.1.2 Гідравлічний прес

 

 

Гідравлічний  горизонтальний прес зусиллям 13,5 МН (рисунок 1.1) призначений для пресування профілів з алюмінію і його сплавів. Характеристика преса наведена в таблиці 1.1 [2].

 

Таблиця 1.1 - Технічна характеристика преса

Характеристика	Значення
1	2
Номінальне зусилля пресса	13,5 МН
Робочий тиск	250 бар
Максимальне зусилля головного поршня	12,18 МН
Зусилля переміщення бічних циліндрів	1,16 МН
Зусилля зворотнього руху бічних циліндрів	0,53 МН
Робоче зусилля контейнера (при тиску 30 МПа)	1,63 МН
Зусилля відкриття контейнера (при тиску 25 МПа)	1,93 МН
Зусилля відрізання прес-залишку	1,93 МН
Зусилля при видачі матрицетримача	0,31 МН
Максимальна швидкість пресування (при тиску 25 МПа від двигунів 160 кВт)	22 мм/с
Розміри заготовок: діаметр довжина:  мінімальна                   максимальна	152 мм 300 мм 750 мм
Кривизна заготовки	до 2 мм/м
Розміри матричного комплекту: діаметр товщина	320 мм 320 мм
Тип прес-шайби	Нерухлива
Загальна маса преса (без матила)	70 тонн ±10%
Електроенергія
Потужність двигунів	391 кВт
Потужність нагрівачів контейнера	24 кВт
Загальна встановлена потужність	420 кВт
Напруга на двигунах змінного струму	380 В, змінний струм
Напруга: Програмувальні логічні контролери Зав'язти Кнопки й лампи сигналізації	220/110 В, змінний струм 110 В, змінний струм 24 В, постійний струм

Продовження таблиці 1.1

1	2
Частота в мережі	50 Гц ±2%
Вода охолодження
Витрата (величина з'єднання) Тиск Максимальна температура РН	15 м3/год 0,3...0,4 МПа 30 °С 7...8,5
Стиснене повітря
Витрата Тиск	3 м3/год 0,4...0,6 бар
Мастило гідравлічної системи
Обсяг	4000 літрів

 

 

1 - вихідний стіл;

2 - гідроциліндри переміщення контейнера;

3 - механізм настроювання положення вихідного столу;

4 - передня поперечка;

5 - колона з гайкою;

6 - полозки; 

7 - матричний комплект.

Рисунок 1.1 – Гідравлічний горизонтальний прес зусиллям 13,5 МН (вид з боку вихідного стола)

Прес  включає станину, на якій кріпляться передня й задня поперечки, з'єднані між собою чотирма колонами. По напрямних колонах може переміщатися рухлива поперечка із закріпленим  у ній прес-штемпелем за допомогою  двох гідроциліндрів, встановлених на задній поперечці, а також контейнеротримач - за допомогою двох циліндрів переміщення контейнера, розташованих у передній поперечці. На передній поперечці також кріпиться механізм відділення прес-залишку й матрицетримач із матричним комплектом (див. рис.1.1). Є механізм заміни матричного комплекту поворотного типу й навантажувач заготовок. Крім того, до складу преса входить гідравлічна установка, система змащення, електроустановка й установка автоматизації типу «Вгеdаnехt».

Можливі наступні режими роботи преса:

• ручний режим;
• автоматичний режим з виходом повітря;
• автоматичний режим без виходу повітря.

 Час допоміжних операцій (за  винятком часу випуску повітря)  становить 11 секунд ±5%. Час допоміжних операцій виміряється від моменту кінця пресування до досягнення тиску 10 МПа в основному циліндрі. Випуск повітря здійснюється при тиску 7 або 11 МПа.

 

 

1.2.1.3  Пристрої транспортування, виправлення й укладання профілів

 

 

До технічних характеристик пристроїв транспортування, виправлення й укладання профілів відносять:

• вихідний стіл преса з тунелем охолодження;
• пила гарячого різання;
• пулер (2 штуки - незалежних);
• рольганг;
• важелі для переміщення профілів на стіл охолодження;
• стіл охолодження із крокуючими балками;
• транспортер складання пакетів профілів для розтяжної машини;
• транспортер передачі профілів до розтяжної машини й від неї;
• розтяжна машина;
• транспортер нагромадження й передачі профілів на рольганг;
• рольганг переміщення до пили холодного різання;
• пила холодного різання;
• стіл для різання профілів, машина різання відходів і транспортер для видалення відходів;
• електрощит і пульт керування;
• установка відсмоктування металевої стружки;
• транспортуюча система для розміщення профілів у кошиках.

Робота пристроїв може здійснюватися  з використанням наступних режимів:

• довжина прес-виробу визначається переміщенням пулера;
• по програмувальному переміщенню;
• із заданою швидкістю пулера;
• повністю автоматичний цикл різки наприкінці пресування;
• повністю автоматичний режим переміщення й передачі профілю;
• автоматичний режим роботи пулера;
• напівавтоматичний та автоматичний режим виправлення розтяганням;
• режим автоматичного різання;
• система автоматичного розміщення профілів у кошиках із м'якими й

твердими прокладками [2].

 

 

1.2.1.4 Піч старіння

 

 

Використовується  наступний порядок роботи печі: оператор в ручному режимі відкриває шибери, коли вони повністю відкриються, вступають у дію групи керування буксируванням ланцюгів. Після входу всіх кошиків група керування автоматично закінчує роботу, дозволяючи закриття вікон завантаження. Після закриття шиберів оператор задає час обробки, використовуючи контролер, що перебуває на електрощиті керування. Потім приводиться в рух відцентровий вентилятор циркуляції повітря, і включаються пальники. Відцентровий вентилятор витягає гаряче повітря по радіальних трубах і вводить його в піч за допомогою ряду відбивачів, розташованих на одному із шиберів. Повітря проходить крізь камеру, нагріваючи профіль, а потім витягається через відбивачі, розташовані на іншому шибері. Після цього повітря направляється в зону нагрівання з радіальними трубами. Температура всередині камери постійно контролюється та регулюється одним пірометром – авторегулятором; дублюючий пірометр забезпечує безпеку роботи печі. Після закінчення нагрівання і витримки профілів усередині печі, таймер автоматично виключає групу нагрівання й вентилятор рециркуляції повітря, одночасно запускаючи в хід сигналізатор кінця циклу [2].

 

 

1.2.1.5 Піч попереднього нагрівання матриць із транспортуючим пристроєм

 

 

З бічної сторони печі встановлена група, що вентилює, з повітряним охолодженням для циркуляції повітря. Нагрівання печі забезпечує ряд спіральних електроопорів. Температура в камерах постійно контролюється за допомогою пірометра. Піч обслуговують двоє талів для транспортування матриць до преса або назад, які ковзають по монорейці [2].

 

 

1.2.1.6 Пристрій для поділу матричного комплекту

 

 

Пристрій  для випресовування матричного комплекту з обойми матрицетримача являє собою гідравлічний прес. Прес комплектується регульованою упорною кареткою й маслостанцією з насосом і двигуном. Керування пресом здійснюється вручну. Після випресовування матричного комплекту вручну викручуються з'єднуючі його болти й пневматичний відбійний молоток, матриця відділяється від підкладки [2].

 

 

1.2.2 Характеристика технологічного процесу

 

 

Технологія  пресування алюмінієвих профілів повинна забезпечувати, насамперед, високу якість профілів при максимально можливій продуктивності і мінімальній собівартості продукції.

Технологічний процес пресування алюмінієвих профілів включає в себе наступні етапи:

- підготовка заготовки;

- нагрівання заготовки;

- пресування;